Как растения защищаются от болезней
Шрифт:
В ноябре 1972 г. на заседании Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФЛО) выступил с лекцией Норман У. Борлоуг — лауреат Нобелевской премии мира 1970 г. за личный вклад в так называемую зеленую революцию. Лекция была названа «Человечество и цивилизация снова на распутье». В ней была отдана дань уважения Р. Карсон, сделавшей очень много для понимания красоты природы. Но книга была подвергнута резкой критике, прежде всего за то, что она внушала читателям, что без пестицидов будто бы можно обойтись. По мнению Берлоуг, такой день если он вообще наступит, пока еще очень далек.
Лекция была страстной, но одновременно и пристрастной. Теории противников были объявлены шаткими, а приводимые факты сокращения численности животных объяснялись не столько применением пестицида, сколько
Факты, однако, со всей неоспоримостью говорили об отрицательном влиянии ДДТ. Приведем лишь некоторые[19].
Если в воде концентрация ДДТ составляет 0,000005 единицы, то в планктоне она достигает 0,04 единицы, т. е. увеличивается почти в 10 тысяч раз; в мелкой рыбе, питающейся планктоном, увеличивается до 0,5 единицы; в крупной рыбе, пожирающей мелкую, до 2. Тогда как у птиц, кормящихся крупной рыбой, до 2,5, т. е. в 500 тысяч раз выше по сравнению с исходной концетрацией. Превышение содержания ДДТ в фитопланктоне лишь на несколько частей на миллиард уже отражается на процессе фотосинтеза. А ведь фитопланктон производит почти 70 % кислорода, содержащегося в воздухе.
На острове Калимантан в Индонезии ящерицы «устроили пир» из мух, убитых ДДТ. Но это поистине был пир во время чумы, так как вскоре погибли и ящерицы. Вслед за ними стали гибнуть и кошки, питавшиеся ящерицами. В результате крысы, которых уничтожали кошки, наводнили деревни и создали угрозу возникновения эпидемий.
Но это лишь одна сторона проблемы. Другая, не менее острая, состоит в том, что вредители, против которых применялся ДДТ и считавшиеся к нему весьма чувствительными, в итоге меньше всего от него пострадали. Объясняется это тем, что они приобрели к нему настолько высокую устойчивость, что даже при увеличении концентрации препарата в несколько раз против разрешенных нормами, они оставались живыми. Более того, насекомые, ставшие устойчивыми к ДДТ, приобрели устойчивость и к некоторым другим хлорорганическим пестицидам. Неудивительно, что в большинстве стран мира, в том числе и в нашей стране, применение ДДТ было запрещено в законодательном порядке или крайне ограничено. Заметим, что в нашей стране, когда ДДТ применялся, допустимые его остатки в полевых, плодовых и овощных растениях были самыми низкими: в 7 раз ниже, чем в США и Канаде, в 2 раза ниже, чем в Швейцарии. И сейчас у нас действуют самые строгие критерии оценки всех пестицидов.
Итак, ДДТ во многом помог, во многом навредил, но и многому научил, хотя и дорогой ценой. Этот урок следует всегда помнить, когда речь заходит о применении пестицидов, без которых, по признанию ведущих ученых мира, пока обойтись нельзя.
Подсчитано, что в настоящее время чуть ли не каждые 10 минут в мире создается соединение, обладающее пестицидными свойствами. Но подавляющая их часть отбрасывается уже после первичного отбора (скрининга). После полевой оценки и определения безвредности остаются считанные единицы. И в этом тоже один из уроков, извлеченных из применения ДДТ.
В прошлом при испытании пестицидов ограничивались определением степени их токсичности путем скармливания препаратов животным. В дальнейшем уже стали определять, как быстро препарат выводится из организма и не накапливается ли он в каком-либо органе, например в печени. Далее начали выяснять, а не оказывает ли препарат или продукты его распада, возникающие в организме, мутагенное и канцерогенное действие.
Правда, чрезвычайно низкий выход пестицидов из огромного числа синтезируемых соединений связан еще с несовершенством самого принципа их синтеза и первичного отбора, основанного на методе проб и ошибок. Вполне попятно, что при этих условиях с каждым годом стоимость нового пестицида сильно возрастает. По мнению специалистов, при более рациональном использовании ужо существующих пестицидов они могут давать вдвое больший эффект по сравнению с ныне получаемым. Особо важное значение имеет улучшение службы прогнозирования времени появления вредителей и возбудителей болезней, а также усовершенствование техники нанесения пестицидов.
Пестициды могут быть эффективны только в том случае, если
Поскольку наша книга посвящена устойчивости растений к болезням, остановимся лишь на фунгицидах.
Фунгицидами называются вещества, убивающие или подавляющие споры грибов или их мицелий. Еще с древних времен было известно, что подобным действием обладает сера. О ней вновь вспомнили во Франции, когда в середине прошлого века туда проник из Америки одни из паразитарных грибов — оидиум, нанесший большой ущерб виноградникам. Опыливание виноградников серой помогло приостановить распространение этой опасной болезни.
Однако сера оказалась малоэффективной против другого, также проникшего с Американского континента паразита виноградников, называемого мильдью. И тогда против пего во Франции была предложена смесь, состоящая из медного купороса и негашеной извести, в которой действующим началом является медь. Подобная смесь, названная бордосской жидкостью, оказалась весьма эффективной не только против мильдью, но и других возбудителей болезней, благодаря чему была признана царицей фунгицидов. Так было положено начало промышленного производства фунгицидов с использованием для этих целей как неорганических веществ, так и сложных органических соединений.
С увеличением числа фунгицидов их стали классифицировать по биологическому действию, химическому составу, способу применения и ряду других важных признаков. В самом общем виде существующие сейчас фунгициды можно разделить на контактные и системные.
Первое поколение фунгицидов относится к контактным, для действия которых необходим контакт фунгицида с патогеном. Все они обладают широким спектром биологической активности. Они действуют не избирательно, а сразу на многие структуры клетки и разные звенья обмена веществ, являющиеся более или менее общими для всех живых организмов. Благодаря этому паразитарным грибам и бактериям довольно трудно приспособиться к контактным фунгицидам и многие из них используются в течение длительного времени. Примером является та же бордосская жидкость.
Однако все эти фунгициды вступают в контакт с паразитом только на поверхности растения. Ни один из них не может проникать в ткани растений в сколько-нибудь эффективных дозах. Кутикула, покрывающая поверхность листьев, стеблей, плодов, является для них непреодолимым барьером. Это и хорошо, и плохо. Хорошо потому, что, не проникнув в растение, они не оказывают на них токсическое действие. Но по этой же причине они являются эффективными лишь против паразитов, развивающихся на поверхности растения. И это плохо. Они могут оказаться эффективными и против паразитов, проникающих в растение, по лишь в том случае, если вступают с ними в контакт еще до их проникновения в растительную ткань, когда они находятся на поверхности растения. Следовательно, против таких паразитов контактные фунгициды приходится применять еще до появления симптомов болезни. Но до встречи с паразитом фунгицид может разложиться, его может смыть дождь или сдуть ветер. Кроме того, и это весьма существенно, контактными фунгицидами надо покрывать всю поверхность растения, как верхнюю, так и нижнюю сторону листьев. В небольшом хозяйстве такая обработка растений хотя и является трудоемкой, по осуществима. На больших же площадях достичь такого равномерного нанесения фунгицида с помощью существующих технических средств практически невозможно.
Ученые начали создавать второе поколение пестицидов системного действия, т. е. соединения, которые способны проникать внутрь растения и перемещаться в нем. О возможности вводить в растения чужеродные вещества давно известно. Еще в XII в. пытались получать плоды с новым ароматом, вкусом и цветом путем введения в просверленные в стволах отверстия пряностей и красителей.
13 конце 30-х годов нашего столетия на основе учения о передвижении веществ в растениях был создай первый системный инсектицид, а четверть века спустя — первый системный фунгицид.